Apuntes Operaciones Unitarias

SECADO

Definición: Proceso unitario en el cual se elimina parcial o totalmente la fracción de líquido que contiene el sólido (sólido húmedo).
-Se seca a una T° más baja que la de ebullición del líquido: T° de evaporación.
-Secado involucra transferencia de masa y de calor
Transferencia de calor: el aire debe entregar calor al sólido para alcanzar vaporización del agua.
Transferencia demasa: el aire difunde al sólido y el agua líquida difunde del centro a la superficie, y se vaporiza.
Objetivos del secado:
-Razones de procesos
-Industria alimentaria (Secado para preservar, disminuye patógenos y enzimas).
-Para recuperar solventes costosos.
-Para aumentar capacidad de equipos.
-Hacer más económico el transporte.

Humedad en base seca: X= Masa de agua en sólido / masa desólido seco.
Humedad en base húmeda: Xbh= masa de agua en sólido / masa de sólido húmedo.
Humedad de equilibrio: humedad del sólido cuando la presión parcial del vapor de agua en el aire se iguala con la presión de vapor del agua líquida contenida en el sólido. Aquí, la Velocidad de secado se hace cero, es el límite del proceso de secado.
Humedad libre: Xf= X – Xeq /// fracción de humedad quepuedo secar en ciertas condiciones.
Humedad ligada: XL /// Humedad de equilibrio del sólido si se secara con aire saturada. Lo que no puedo sacarle al sólido en saturación.
Humedad desligada: XDL /// humedad libre del sólido en contacto con aire saturado.

Secado discontínuo
~250 kg
Calefacción directa: aire se seca por convección.
Calefacción indirecta: aire se seca por conducción.Equipos de secado
Secador de lecho estático
Secador de bandeja: Pequeña escala; requiere mucha mano de obra; aguanta todo tipo de productos que se puedan poner en una bandeja; para productos termosensibles, se recalienta por abajo.
Cámara de secado: Habitación completa designada al secado.
Secador de túnel: aire en co-corriente o contracorriente; Partículas con respecto a sí mismas están estáticas,muestra avanza por una cinta transportadora. Es para sólidos que se puedan poner sobre cintas transportadoras.
Secador de rodillos: Contacto indirecto, para fluidos sucios como gases de combustión. Secador continuo. Para todos los sólidos que puedan pasar por un rodillo: caucho, fibras textiles, papel, etc.

Secador de lecho móvil
Secador rotatorio: Muy amplios, gran flujo de aire; muyeficiente, gran efecto térmico. Para cereales.
Secador de lecho fluidizado:
a) Discontínuo: Para sólidos granulares (café, plasma, cereales, azúcar, etc); necesito un G muy alto para que las partículas queden suspendidas en un flujo de aire.
b) Contínuo: para trabajar a mayor escala, pero el principio es el mismo, gran eficiencia térmica.
Secado por pulverización: Para secar soluciones; aire entraen contacto directo con el sólido. Tiene un atomizador, un disco que funciona a gran velocidad, con “ventanitas” por donde entra la alimentación y se atomiza, luego sale por estas ventanitas por fuerza centrífuga. Si la gota es más pequeña, es más rápido (aumenta la superficie de contacto). Un problema es que el sólido se pega en la pared (debe tener camisa o doble pared). Es muy eficiente, idealpara material termosensible.

FILTRACIÓN

Operación mecánica. No hay aplicación de calor ni transferencia de masa.
El tiempo de filtración está definido por la velocidad de filtración. A mayor velocidad de filtración, menor tiempo y gastos.

Proceso en verde es mejor, porque alcanzo la misma cantidad de volumen en menos tiempo.

Proceso en verde es mejor porque obtengo más volumen.Filtración por torta: El medio filtrante actúa como tamiz de modo que las partículas de la suspensión a ser tratada son retenidas por el medio, resultando en la formación de la torta filtrante. Es una filtración superficial, se usa para suspensiones con alto contenido de sólidos.
La dirección del flujo de alimentación es la misma que la del filtrado, y el crecimiento de la torta ocurre en...